激光焊接技术应用

一、模具焊机在行业内的应用及特点

首先要了解模具缺陷的产生基本上是铸造过程中出现的沙眼、气孔；材料加工硬化和表面残余应力影响零件疲劳强度导致的裂痕；机加工过程中的失误导致的边、角缺损,划痕等几类因素造成。激光相对传统模具焊接的优势大致和应用在其他行业的优势类似，热影响小，加工件不易变形，准确度高，氩气保护后氧化率低，工件不变色，在修补模具小面积裂痕、崩角、飞边、复杂角度的沙孔等部位比传统的氩弧焊优势明显。氩弧焊由于焊接热影响大这个先天的缺点导致几乎不能焊接以上特点的缺陷，这方面激光是不可替代的。

但是由于机器相对氩弧焊的不灵活性，一些大型的模具并不适合激光焊，激光更多的用在修补大型模具的零部件和些手机、塑胶模具及类似其大小和精度的模具。往往一个很小的边角缺损以前要报废的用激光修补后可正常使用，几个焊点可挽回几万甚至十几万的损失。所以这也决定了模具修补行业低投入高回报的特点。

二、模具焊机的方案制订过程

据[https://www.wendangku.net/doc/884943502.html,]报道，在经过市场调研了解到模具补焊的行业前景后,我们提出了制造模具焊机的方案,基本思路是在原点焊机的基础上改型.其中几个重点部分是:为了能适应高强度,高硬度材料的补焊,要大幅度的提高激光能量;由于有些体积较大的模具,激光腔体要做成悬臂式;为了保证焊点的连续性和均匀性要增加放置模具的二维工作台,而不是以前点焊机的基本用手的定位方式。

三、激光焊接的分类及原理

根据激光对工件的作用方式或激光束的输出方式的不同,可以把激光焊分为脉冲激光焊和连续激光焊，前者形成一个个圆形焊点，后者形成一条连续的焊缝.脉冲焊接时输入到工件上的能量是断续的，脉冲的。脉冲激光焊中大量使用的脉冲激光器主要是YAG激光器。YAG激光器使用的重复频率宽。还可以将连续输出的YAG激光器和CO2激光器通过打开或者关闭装在激光器上面的光闸来用于脉冲焊接。

若根据激光焊时焊缝的形成特点又可把激光焊分为热传导焊和深熔焊（小孔激光焊）。模具焊接属于脉冲激光焊中的热传导焊，其原理是当激光功率密度小于105W/cm2时，激光将金属表面温度升高而熔化，从微观上来讲，激光吸入金属材料的深度只限于表面下的10-5cm，光子的能量主要被导电电子所吸收，电子在10-11~10-10S内将能量传给晶格，在时间大于10-9S以后便可以认为电子气温度相等了，从而建立起金属表面的总温度T的概念。所以激光对金属的加热可以看作是一种表面热源，在表面层光能变为热能，向金属深处传播遵循一般的热传导规律，其然后通过热传导方式把热能传向金属内部，使熔化区域逐渐扩大，凝固后形成焊点，熔深轮廓近似为半球形，其特点是使用激光光斑功率密度小，很大一部分光被金属表面所反射，光的吸收率较低，溶池形成时间长，且熔深浅，多用于小型零件的焊接。

当能量一定的激光照射到材料表面时，部分能量被反射，部分能量被吸收，对于透明材料就还有部分能量被透射。对于金属材料而言透射率为零，加上照射的总能量不变，所以如果材料的反射率增加就会降低吸收率，反之也成立。

我们在用激光打标或焊接样品时，经常碰到Au,Cu或亮度很高的不锈钢等材料，这类材料是自身的反射率高于其它材料或者表面粗糙度很小造成的高反射率。高的反射率决定了相对较低的吸收率，所以通常我们加大激光能量来达到要求的效果。当然还有其它的解决方法就是如果是材料自身的反射率高可以用更小波长如532nm的脉冲激光焊接铜等高反材料，因为金属材料的反射系数及所吸收的光能取决于激光辐射的

波长，激光器辐射波长越短,金属的反射系数就越小,所吸收的光能就越多，这个应用在国外很常见，这也是激光焊接发展的一个趋势。如果是钢铁材料表面粗糙度导致的高反射率,对红外波长的激光反射率也很高,给激光加工带来不利的一面,但钢铁工件表面经黑化处理后,提高它的吸收率，能吸收80%以上的激光功率。

四、激光焊接的工艺参数调整

脉冲能量

脉冲能量反映在我们点焊机上的参数就是调整电压,它决定了加热能量的大小,主要影响金属的熔化,当

能量增大时,焊点的熔深和直径增加,还有些平时我们忽略的问题,大的电压相对大脉宽而言焊点的组织结构更致密,很多地方我们要借鉴这个规律(例如焊PT料的首饰的经验参数是电压400V,脉宽2MS,如果在保证输出总能量不变的基础上调小电压增加脉宽,就会发现经过打磨抛光后有时有气孔,照原理来讲气孔大部分是熔深不够造成,而且脉宽对熔深的影响更大才对,但是更深层的想大脉宽小电压会导致焊点密度小结构疏松,这正提高了气孔产生的几率)

由于光脉冲能量分布不均匀性,最大熔深总是出现在光束的中心部位,光斑的外圈部分能量相对较弱所以焊点直径总是小于光斑直径,在很多精密焊接的时候我们要考虑到可见焊点以外的热影响区(例如焊镶宝石的戒指时要设的焊点尽量的小而且离宝石要有一定距离,否则外圈部分能量加上本来就存在的热影响会破

坏宝石的晶体结构;焊模具的薄面和边角时也要注意,不是把焊点对齐边角.而是保证熔化焊丝后的焊点离边角一定的距离)

脉冲宽度

脉冲宽度主要影响熔深,当脉冲能量一定时,调节脉冲宽度可以获得一个最大的熔深,此时为最佳的脉冲

宽度.它影响熔深的同时也影响焊料和工件基材的焊接强度,当脉冲宽度增加是脉冲能量也随之增加,在一定范围内,焊点熔深和直径也增加,因而接头强度随之也增加,然而当脉冲宽度超过一定的值以后,一方面热传导所造成的热损耗增加;另一方面,强烈的蒸发最终导致了焊点截面积减小,接头强度下降.大量研究和实验证明脉冲激光焊接的脉宽的范围在1~10ms.但是这个参数只是保证了熔深，很多时候对熔深的要求不高，对焊接后熔池的要求比较高。（例如高尔夫球头的补焊，如果焊接后的熔池下陷就要用比较深的研磨量，这个时候虽然你补焊的地方没问题了，但是由于铸造的缺陷导致表层下没发现的沙孔很有可能被磨出来，反复的补都不定能补好，在反复的研磨过程中球头的外型已经超过了误差的范围，只能报废。这个问题很多时候能通过增大脉宽来解决）。所以说在能保证熔深的情况下增加脉宽象前面说的能够减小焊接部分组织的密度，没被汽化的材料会由于热效应稍微突出于工件，这样就能用很小的研磨量不会磨出其它的沙孔。

脉冲波形

我们机器上的波形参数，FRONT ，BACK，ALL分别代表了前置波，后置波和前后置都有的波形。从原理上来解释前置波有利于工件的迅速预热，可以改善材料的吸收性能，提高能量的利用率，后置波可以起到熔化后保温的作用，对于某些易产生热裂纹和冷裂纹的材料有很大帮助。但是我们的电源由于是电压的控制方式,并没有脉冲波形的控制,面板上的波形参数是没作用的.我注意到国内同行的设备和国外的设备上面都有此参数而且针对不同材料有不同波形,所以我认为波形参数在焊接工艺中是很重要的.我们现在的新型电源有这个功能,如何运用进去是我们下阶段改进的重点。

离焦量

一定的离焦量可以使光斑能量的分布相对均匀，同时也可以获得合适的功率密度。尽管正负离焦量相等时相应平面上的功率密度相等，然而，两种情况下所得到的焊点形状却不相同。负离焦时小孔内的功率密度比工件表面的高，蒸发更加剧烈，因此，要增大熔深时可以采用负离焦；而焊接薄材料时，则易采用正离焦。由于熔深大时能量轻微的波动并不明显，所以相对能量比较稳定，也可以理解为在负离焦时焦点不是很敏感，反之正离焦相对负离焦的焦点更敏感些。还有一点是我这段时间自己感受到的区别，没得到充

分验证的。正离焦的焊点中间凸出边缘凹陷，负离焦的焊点中间凹陷而边缘相对正离焦凹陷的较少，象刚才提到的补焊高尔夫球头增加脉宽的工艺如果采用负离焦应该不用很大的脉宽就能达到效果，这个也能应用到模具的焊接中。

功率密度

在脉冲激光焊接中，合理的控制输入到焊点的功率密度能够避免焊点金属的过量蒸发和烧穿，这就是我们所说的飞溅。通过激光斑点上的功率密度公式我们可以很直观的了解到功率密度可以通过改变脉冲能量，脉冲宽度，光斑直径和激光模式来实现，这是一个相关性很强的参数，需要所有参数配合调，要一定的经验积累。

保护气体

在焊接过程中保护气体起的作用是防止被焊部分氧化从而减小气孔产生的几率，抑制激光辐射过程中在熔池上部形成的等离子云的负面效应从而增加熔深。在模具补焊过程中气嘴一般是逆着工作台移动的方向，与被焊面呈30度到45度的夹角，吹气量用手感觉稍微有点气流即可。但是有时需补焊的位置不能满足吹气方向和夹角，这是需相应打大气流以达到比较好的效果。气体的种类一般是氦气,氩气和氮气.其保护效果递减,但是由于氦气价格非常昂贵,一般不采用,氩气比氮气只贵几十块,但是能得到比氮气好的多的效果和熔深,所以我们一般用氩气做保护气。

五、模具焊接的基本知识及技巧

修补模具小面积裂痕、崩角、飞边、复杂角度的沙孔.国内模具生产厂家大多用S136、2311、2344、718HH、2767、P20、NAK80、638、MUP、8407、888，H13等进口特殊模具钢，有些经过高温淬火，硬度大大高于普通钢材，而且焊接后有时要用电火花加工，对焊接强度有很高的要求。这样就要求较高的单脉冲能量，较好的光束质量。选择合适的焊丝有利于保证焊接后的高强度、高硬度、高稳定性。材料无法对应的焊丝我们往往选择硬度相近或型号接近的相应材料焊丝修补，也可取得不错的效果。在焊接参数上采用高脉宽低频率，有利于焊接后的牢固性和焊接时的精确度。以下是焊丝所对应材料及其硬度的资料,粗体部分是比较常用的焊丝。

模具行业的焊接工艺我们首先要了解模具的材料及焊接后的加工要求。其用的高强度高硬度材料决定了用很高的能量参数才能达到焊接后的要求，并且它的高精度要求除焊接外的表面不能有加工量，比方说一个边的两个面加工精度为两个丝，但它只缺了边的一小块，加焊丝后要焊接面特别是焊接面的边缘要高于未焊接的平面，一般正常参数的焊接在焊点的周围会有融池下陷，用大于十的脉宽可以解决这个问题。电压的调整以能完全熔化相应直径的焊丝为标准。频率用的基本比较低，是为了达到比较精准的焊接。离焦量在保证光斑大于焊丝直径的基础上尽量的小，也是为了使焊接精准，并且频率高后单脉冲能量下降很多，达不到焊接的能量要求。

焊接的种类主要是边，角的缺损和深槽内的缺陷。这些从焊接难度上来讲都是递增的。焊边一般是把边顶在最上，就是保证两个边的面和工作台成四十五度角，确定边平行于工作台的X或Y轴平行后，焊的同时用拿焊丝以外的手移动工作台，以边焊到高于两个面为标准，如果很小的缺损放成四十五度焊一次即可，若缺损大就需要把两个面分别放水平再加焊丝，最后要仔细的观察焊接边的两个角是否有凹陷，因为边的最两边的两个焊点会让最两边有所凹陷，一般是无法避免的，这时需要用更细的焊丝（直径0.2MM）以下。用小能量小光斑修补，最终能达到理想的效果；焊角就相当于焊三个边，有时是单纯的角缺一个尖可以用细焊丝直接焊一点，这种焊接对角的热影响相对补边时较小，可以不用单独再用低能量补角，在焊好研磨后如果出现焊点边缘凹陷的情况,有三个方法可以解决,如果焊丝大于0.3MM可以把脉宽打到十几毫秒,这时整个焊点会有突起的效果,减小凹陷;用0.2MM以下的焊丝就可适当降低脉宽，此时的热影响比大脉宽时小

很多,凹陷的情况也得到很大的改善,而且能得到比较光滑的焊点;采用负离焦的方式也有所改善,负离焦的光斑相对正离焦光斑对边缘的影响小点,这时也可采用比较小的脉宽焊接,不过这种方式的脉宽应该是大于细焊丝小于粗焊丝正离焦时的脉宽。

焊接前要用专用模具清洗液把需修补部分清洗干净,否则可能会在研磨后出现沙孔或因油渍蒸发导致的颜色偏暗,组织疏松.气嘴要在不影响加焊条和工作台移动的基础上尽量的贴近被焊部分并且与工作台移动方向相反.焊接时要保证夹具的紧固和工作台的稳定,匀速的移动工作台,速度太小会降低效率而速度太大了点的间隙大了容易出现气孔,如果加大频率,此时的单脉冲能量又达不到要求,所以这个要做很合理的取舍。

汽车拼焊板全自动激光焊接系统

汽车拼焊板全自动激光焊接系统 第４３卷第２期啊Ｅ珲墩ｖ。１．４３Ｎ。．２ Ｆｅｂ．２０１３垫！！堡！月Ｅｌｅｃｔｒｉｃ驯ｄｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ 汽车拼焊板全自动激光焊接系统 李斌１，郭涟１，郭平华１，王征１，钟如涛２ （１．武汉法利莱切割系统工程有限责任公司，湖北武汉４３０２２３；２．武钢设计研究院，湖北武汉４３００８０） 摘要：激光拼焊板已广泛应用－Ｉ－９５，－车－－和１造业，采用激光拼焊板工－Ｅ不仅能够降低整车的制造成本、物 流成本、整车重量、装配公差、油耗和废品率，而且可以减少外围加强件数量，简化装配步骤，同时提高车辆的碰撞能力、冲压成型率和抗腐能力。系统研究了汽车拼焊板全自动激光拼焊系统，采用高精度、快速、柔性电磁吸附装置夹紧工件以及激光切割一焊接一体化加工工艺，建立了焊接质量专家数据库，集成了在线检质量检测与焊缝跟踪系统。实现全自动激光拼焊生产线集成与自动控制系统，实现在一条 生产线上高质、高效率地进行直线、折线、曲线以及不等厚板多种类型板材的拼焊。 关键词：激光焊接；汽车拼焊板；自动焊接系统；柔性电磁铁中图分类号：ＴＧ４３９．４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１—２３０３（２０１３）０２—００６３—０５ ＤＯＩ：１０．７５１２１ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－２３０３．２０１３．０２．１ｌ Ａｕｔｏｓｐｅｌｌｓｙｓｔｅｍｏｆｗｅｌｄｉｎｇｐｌａｔｅａｕｔｏｍａｔｉｃｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｇ ＬＩＢｉｎＩ，ＧＵＯＬｉａｎｌ，ＧＵＯＰｉｎｇ－ｈｕａＩ，ＷＡＮＧＺｈｅｎ９１，ＺＨＯＮＧＲｕ—ｔａ０２ ｆ１．ＷｕｈａｎＦａｒｌｅｙｌａｓｅｒｌａｂＣｕｔｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４３０２２３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ

激光焊接应用讲解

激光焊接应用 一、激光焊接的主要特性。 激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。 高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。 与其它焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。 但是，激光焊接也存在着一定的局限性： 1、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。 2、激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。 二、激光焊接热传导。 激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，使金属熔化形成焊接。在激光与金属的相互作用过程中，金属熔化仅为其中一种物理现象。有时光能并非主要转化为金属熔化，而以其它形式表现出来，如汽化、等离子体形成等。然而，要实现良好的熔融焊接，必须使金属熔化成为能量转换的主要形式。为此，必须了解激光与金属相互作用中所产生的各种物理现象以及这些物理现象与激光参数的关系，从而通过控制激光参数，使激光能量绝大部分转化为金属熔化的能量，达到焊接的目的。 三、激光焊接的工艺参数。 1、功率密度。 功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104~106W/CM2。 2、激光脉冲波形。 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。 3、激光脉冲宽度。 脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。 4、离焦量对焊接质量的影响。 激光焊接通常需要一定的离做文章一，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀。 离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池

激光焊接焊缝检测标准

1 目的 确立本公司激光焊接焊缝控制的标准。 2 范围 本标准适用于本公司喷嘴环激光焊接及其他需要激光焊接件的所有图纸要求符合的焊缝，除在焊接图上有不同的焊接标准说明，其余（包括氩弧焊）均以本标准为依据执行。 3 职责 质保部负责对本标准的实施及控制。。 4标准内容 焊缝焊接要求：

4.2焊缝外观质量要求： 4.2.1焊缝质量外观检查规定操作工100﹪目视检查，检验员进行首末检查和过程抽检，目 视怀疑尺寸超差的须送检验员进行复检确认。 4.2.2 焊缝表面缺陷检查： 缺陷名称传递力的焊缝连接作用的焊缝图示裂纹不允许 烧穿不允许 焊偏不允许 断弧不允许 焊瘤不允许 凹陷深度≤深度≤ 表面气孔不允许小直径密集 型气孔,单个气孔 直径≥ 气孔比例不大于整 个焊缝的3﹪ 不允许小直径密 集型气孔,单个气 孔直径≥ 气孔比例不大于 整个焊缝的5﹪

咬边咬边深度≤母材厚 度的4﹪ 咬边深度≤母材 厚度的8﹪ 弧坑不包含在焊缝长度内允许长度不得超过熔宽的2倍，且不能烧穿。 焊接间隙不得大于 焊缝增高不大于倍板的总厚度，不超过总厚度 表面夹渣夹渣与气孔同样判断 4.3试验标准 序号类型试验项目试验方法判定标准 1 尺寸直线度GB/T11336-2004母材断面直线度＜ 2翘曲度刀口尺+塞尺 L＜10 翘曲度≤10＜L＜翘曲度≤＜L＜16 翘曲度≤ 3间隙公差塞尺装夹母材时焊接间隙为强度拉伸强度万能拉力测试机断裂面为母材即为合格

4.4焊接缺陷名称解释： 4.4.1裂纹：缺陷多数存在于焊缝及焊缝热影响区域的微小裂缝。此缺陷直接影响产品的机 械性能 4.4.2气孔：缺陷存在于焊缝内部及表面的孔洞。此缺陷影响焊接强度。 4.4.3咬边：缺陷存在于焊缝与母材的交界熔合线部位，正常焊缝该处应为圆滑过渡。此缺 陷影响焊接强度 4.4.4凹陷：在一段成型均匀的焊缝中，有一段焊缝低于正常的焊缝高度形成的塌陷，此缺 陷影响焊接强度，而且外表不美观。 4.4.5烧穿：在焊接部位母材熔化后，没有形成焊缝而将母材烧穿，此缺陷是一种严重的不 合格缺陷。 4.4.6焊瘤：在一段成型均匀的焊缝中，有局部焊缝，高于正常的焊缝高度形成的突起，此 缺陷影响外观。 4.4.7断弧：在一段成型均匀的焊缝中，有一段或一点焊缝没有或者此处焊缝细小。此缺陷 影响机械性能。 4.4.8夹渣：缺陷存在于焊缝内部及表面，它是一种非正常熔化金属的杂物熔夹在焊缝中。 4.4.9偏焊：焊脚两侧有一侧高度低于要求的焊脚高，此缺陷影响焊接强度和美观。 4.4.10 弧坑：缺陷存在于焊缝结束收弧部分，它是由于母材熔化过多或没有足够的金属填 充而形成的凹坑。

基于激光视觉的焊缝跟踪系统方案

基于激光视觉的焊缝跟踪系统 一、焊缝自动跟踪系统构成 基于激光视觉传感,具有主动性、非接触、能获取物体的三维信息、灵敏度精度高、抗电磁场干扰能力强等优点,被认为是焊缝检测的主要发展方向。线激光法是一种直接获取深度图像的方法,它可以获取焊缝的二维半信息。基于激光视觉的焊缝跟踪系统如图1所示，主要有3个组成部分，分别是视觉传感、图像处理和跟踪控制。CCD摄像机垂直对准工件,激光器倾斜布置，激光器打出的激光,经柱透镜形成一光片照射到工件上形成一条宽度很窄的光带。当该光带被工件反射或折射后,经滤光片保留激光器发出的特定波长的光,而滤除其他波长的光,最后进入CCD摄像机成像。由于坡口各处与工件在垂直方向深度不同,故从垂直工件的方向看去,反射光成一折线,折线反映了光纹中心与焊缝坡口中心的三维位置关系。计算机对采集图像进行图像预处理，减少图像中的噪声污染，并加强焊缝特征信息信号，通过一定的算法提取焊缝特征点，得到焊缝与电弧偏差。此偏差作为跟踪控制系统的输入条件，依据控制算法进行处理，最后获得驱动信号控制焊炬运动，实现焊缝跟踪过程实时控制。 图像采集卡 图像预处理 焊缝识别 控制器 驱动系统 焊机控制 工件 激光器摄像机 滤光片 焊炬 焊缝 柱透镜 图1 系统构成 二、焊缝自动跟踪硬件设计 1.激光器 在本系统中决定采用半导体激光器。半导体激光器是以半导体为工作介质，具有超小形、高效率、结构简单、价格便宜、工作速度快、波长范围宽等一系列优点。本视觉系统中采用的激光器是红光一字线激光器，由点激光二极管发光通过一柱透镜变换成直线形的激光条纹。 有文献通过测量MIG焊弧光的光谱范围，提出弧光的范围为150～970nm。通过比较弧光波长与普通激光二极管波长，认为弧焊传感器中所用激光二极管的中心波长最好为467nm，594nm，610nm，632nm和950nm。从而可选择适当波长的激光感器以减少弧光对

激光焊接机五大组成模块讲解讲解

激光焊接机五大组成模块讲解 1、设备整体介绍： 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。TY-LF-260型激光焊接实训机采用恒流脉冲式激光电源、灯泵浦Nd:YAG固体激光器、进口三菱PLC运控系统和高精度二维执行机构等核心模块组成。产品整机一体化机身结构，有功能集成度高、操作人性化设计、传动系统稳定、焊接加工效率高等特点，可完成电子、机械器件焊接加工，广泛应用于航天、通讯、电子、汽车制造等加工制造类行业。 2、激光焊接机五大组成模块的作用及介绍： （1）光学系统是激光焊接设备的核心部分，由灯泵浦Nd:YAG固体激光器、谐振腔模块、激光指示定位系统、扩束系统和聚焦系统组成。激光输出的好坏直接影响到激光焊接加工效果，因此激光器及整机激光光路的调试方法是学习阶段和实际应用当中必须掌握的技能。通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中光学系统的组成及工作原理，各光学器件的结构与调试方法。 ◆激光器：焊接设备激光器为灯泵浦Nd:YAG固体激光器，由激光金属腔、泵浦氙灯和 Nd:YAG激光晶体组成。其中激光金属腔为上下分体式全腔水冷式结构，全镀金面反射瓦块，光学反射率高，有助于激光反射集中，输出光束能量强；激光器泵浦源为强亮度高压氙灯，脉冲式出光激励激光晶体产生激光，使用寿命长；激光器工作物质为Nd:YAG 激光晶体。 ◆谐振腔：激光设备中光学谐振腔指的是全反膜片镜架和半反膜片镜架之间的组成区 域，当然其中包含激光腔体；谐振腔是产生激光不可或缺的重要部分，通常谐振腔的长度直接影响到激光输出的光束质量及功率能量的大小；对于激光设备而言，谐振腔的最佳长度一般在≥4倍的激光器腔长的距离（例：激光腔体有效腔长为130mm，则谐振腔的长度为≥520mm较为合适；具体效果以实际应用情况为准）。 ◆基准光定位系统：基准光是激光光路调试及加工应用当中的重要部分，激光设备当中 一般会采用波长为635nm-650nm的红光点状激光器作为光学基准定位，此激光器定位精准，且输出功率小，光束集中不易发散，作为激光设备整体光路调整及加工的指示定位光，实际应用效果极佳。 ◆扩束系统：激光焊接设备中的扩束系统采用的是2.5倍的光学扩束镜，扩束镜通过将 主光路输出的激光束进行准直、扩束后，可将原有的输出激光光斑扩大至原来的2.5倍，使之光束模式更好，能量更为集中；准直之后的激光束经过聚焦后可得到能量更为集中的精细光斑。 ◆聚焦系统：激光焊接设备中的聚焦系统是由45°导光反射镜、聚焦镜片、调焦输出筒 和吹气组件所组成；经过准直扩束后的激光光束先经过45°导光反射镜，被折射到加工平台，再由聚焦镜片将激光束聚焦到能量最为集中的状态进行焊接加工；调焦输出筒和吹气组件是在实际焊接应用中起到焦距调整和辅助气体保护的作用。 （2）控制系统是激光焊接设备的重要部分，由控制器模块、控制电路、功能控制面板、等组成。此系统完成激光设备的逻辑功能控制、电气控制及电器电压输出、执行程序编辑、自动加工应用等功能。通过对此模块的仿真实训，可以使学员全方位了解激光焊接设备中电气控制系统的组成及工作原理，各电子元器件的结构与调试方法。 ◆控制器模块：激光焊接设备中的控制器部分是整个电气控制电路中的核心器件，一般 采用三菱Fx2n-20GM型PLC微型电脑控制器、SMC-6480型运动控制器等型号的控制器； 此类控制器功能强大，能够完成整机执行程序的编辑及逻辑控制和整机自动加工，一般

车身激光焊接接头设计型式与质量评价标准

车身激光焊接接头设计型式与质量评价标准 一汽大众汽车有限公司规划部 韩立军 简介：激光焊接技术以其较高的能量密度、较快的焊接速度、较高的电弧稳定性和优质的焊缝成型在汽车车身制造过程中得到广泛应用，一汽大众迈腾车身的激光焊缝总长度达42m 。激光焊接技术的使用使车身的前撞、后撞、侧撞都能符合较高的设计要求，但在产品设计过程中，对焊接接头的设计和焊缝质量的评价标准以及焊后焊缝的返修也相应提出更高的要求。 关键词：车身；激光焊接；接头型式；质量评价标准 中图分类号：TG453 文献标识码：A 0 前言 从20世纪80年代开始，激光技术开始运用于汽车车身制造领域，主要是运用激光焊接车身。激光焊接设备使用的激光器主要有两大类：Nd:Y AG 固体激光器，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送； CO 2激光器，可以连续工作并输出很高的功率。 在开发激光焊接新技术方面，激光技术在车身制造过程中经历了不等厚板激光拼接技术、车身激光焊接技术、激光复合焊接技术的发展历程。与单一的激光熔焊技术相比，激光混合焊接技术具有显著的优点：高速焊接时电弧焊接的较高的稳定性、更大的熔深、较大缝隙的焊接能力、焊缝的韧性更好、通过焊丝可以调整焊缝组织结构等。焊缝的设计型式和焊缝标准的评价随着激光焊接技术的发展也不断进行着改变与完善，特别是近些年镀锌板、三层板和超高强钢板的广泛应用，对接头的设计型式提出了更高的要求，焊缝标准的评价也不断细化和优化，这不仅为制造优质的焊接车身提供了保证，也为焊缝的返修提供了理论依据。 目前，一汽大众公司在Audi C6、Golf A6、宝来、速腾、迈腾、Model X 等几乎所有品牌车型的车身制造过程中都不同程度地采用了激光切割、激光熔化焊接、激光复合焊接等先进的制造技术（如表1）。由于焊接部位不同，焊接接头的型式与评价标准也不尽相同，焊缝存在的焊接缺陷也不同，从而导致焊缝返修标准也存在一定差别。 表1 一汽大众车型激光焊接部位数据统计 以一汽大众迈腾车身为例，车身激光焊缝总长度高达42m ，焊缝的接头型式涉及顶盖激光钎焊时的对 接接头、前后风窗上沿的搭接I 型接头、后流水槽处的搭接角焊缝以及前端的角接角焊缝等诸多形式。由于焊缝的型式不同，激光焊接时的焊接方法、参数、评价标准和焊后返修的标准均有所不同（如图1）。 CADDY BORA A5 BORA A4 GOLF A4 AUDI C5 AUDI C6 AUDI B6 顶盖设备 V V V V V V 前端V V 白车身V 密封槽－侧围 V note: 侧围V 车门V 后盖 V V 221 1 1 1 应用工位 主焊 合计（27台） 1 表示HL4006D 表示HL3006D

汽车激光焊接常见缺陷及解决方案修订稿

汽车激光焊接常见缺陷 及解决方案 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

汽车激光焊接常见缺陷及解决方案 摘要：目前参照标准不统一，对于汽车行业自动化程度较高的加工，建立统一的工艺标准，有利于设备的推广。文章后部分析总结常出现的缺陷，并给出解决方案。 一、国外激光焊接汽车标准 关于大众汽车的激光焊接标准 1、板材要求参考DIN 18800 Part7，，或DVS Code of Practice 0705，。适用碳钢板板材厚度~3.0mm，板材结构承受静载。板材包括焊缝接头类型，材料种类（参考DIN EN ISO13919-1） 2、激光焊接焊缝按照要求进行一些强制性的检测，焊缝横截面外观尺寸参考DIN 32511进行，主要包括余高、熔深、熔宽、焊接深度、板材厚度等，参见图1。 图1 激光焊接横截面尺寸 3、激光焊接要求 参照DVS 3203 Part 3，材料分成冷轧钢板（ DIN 1623 Part 1，即EN10027）、轧带钢（DIN 1624，即EN 10027），热轧带钢板（C<%，TL 1111）、冷轧窄带板（参见DIN 17100，即EN 10027），对于钢板中碳含量大于%，或锌层厚度大于，需要咨询工程师。 4、焊缝设计 焊缝可焊性主要考虑三个因素：设计，材料和生产。焊缝的主要设计特性包括负载特性、焊缝参数、装夹、工件的可容允度、焊后处理等，参见DIN 8528 Part 1。 设计布局（参见DVS 3203-4） 主要考虑接头类型（对接、角接、搭接、叠焊、卷边等）、焊缝类型（包括位置等信息）如果是镀锌板，平板对接间隙控制在 ~0.1mm，角焊缝单边角度大于10°。 工艺和质量保证 焊缝质量参见EN 729 Part 1 ，全面的质量要求参见EN 729 Part 2。 当没有明确说明时，可参见通用标准EN 25817 和En ISO 13919-1，一般情况下满足B级要求。 评价标准：外部缺陷或成型标准参见EN 970，用五倍放大镜观察焊缝成型即可。 破坏性试验：如图所示未熔合是焊接缺陷中的一种。 a 激光焊接缺陷 b 叠焊横截面尺寸 c 搭接横截面尺寸

激光焊接注意事项及接操作方法

一．安全注意事项 该设备属于四类激光产品，能产生漫反射，能引起人身伤害或火灾，在使用本机器之前，请仔细阅读以下安全注意事项，以确保能安全、正确的操作本机器。 1.本机供市电380V，箱内有高压，开机状态下不可触摸机器内部。 2.不准私自拆卸、安装、改造焊接机。 3.把焊接机放在水平和安全的地方。 4.接地，如果不接地，发生异常的时候你可能会触电。 5.不要窥视或触摸激光。 6.在操作过程中请佩戴好防护眼镜、防护手套、长袖夹克、皮革围裙等保护眼 睛和皮肤免受飞溅物的伤害。 7.避免激光直射皮肤。 8.不要触摸正在焊接或者钢焊接完成的工件。 9.只能使用给定的电缆。 10.不可损坏电源线和各种连接线。 11.若机器出现非正常情况，请立即按下急停按钮关机停止使用。 12.戴心脏起搏器的人严禁靠近焊接机，焊接机工作时会产生磁场，可能影响到 起搏器的正常工作而危害患者生命。 13.不要把水泼在焊接机上，水洒在焊接机上可能引起焊接机短路或者起火。 14.焊接机上不可放盛水的容器，水洒在焊接机上可能引起触电或火灾。 15.焊溅物可能点燃易燃品，所以焊接时远离易燃品。 16.为避免火灾，禁止让激光照射易燃材料。 17.除了焊接指定工件，焊接机不能移作他用。 18.为了以防万一，焊接机旁要放置灭火器。 19.焊接机要定期维护和保养，以防止任何潜在的危险。

二．使用注意事项 1.配备具有激光和焊接机的相关知识与经验的担当人员，担当人员不仅要掌握 焊接机的安全锁钥匙和密码，而且要指导操作者如何使用焊接机。 2.建立专用的激光焊接区，同时在焊接区设立“闲杂人员禁止靠近”等相关标 示。 3.把焊接机安装在水平、牢固的地方，不准放在倾斜的地方。 4.请在环境温度为5℃~3 0℃，湿度不大于35%的环境中使用本焊接机，周围 环境温度不应波动过大。禁止在下列环境中使用本焊接机： 有油污的环境；有震动的环境；有腐蚀的环境；高频噪声的环境； 潮湿的环境；含有高浓度碳、氮、硫的氧化物（CO2、NO X、SO X）的环境。 5.在冬天，如果环境温度降到0℃以下，水箱里的水就会结冰，水箱可能冻破。 所以特别小心在冬天要保证焊接机的环境温度不要低于0℃。如果环境温度降到0℃以下，请先排干水箱里的水，同时可以参考相关章节的介绍。 6.如果环境温度变化剧烈，在YAG激光棒和镜片上会形成水蒸气，这会影响焊 接机的使用。所以，尽可能阻止环境的剧烈变化。如果已经形成水蒸气，那么开机后先预热一会儿再使用机器。 7.如果焊接机的机壳有污点或水，请用干布或潮湿的布擦干。如果污点擦不干 净，可用中性的清洁剂或酒精擦拭干净。不可用汽油或油漆稀释剂擦拭机器。 8.禁止把螺丝或硬币等放在焊接机的内部或外部，这样可能引起短路而损害机 器。 9.请用手轻轻操作按钮，不要用螺丝刀等工具接触按钮。尤其不要用尖锐的东 西接触触摸屏，这样会造成触摸屏的永久性损害。应该用手指或专用的触摸笔操作触摸屏。 10.按钮和开关不要连续操作，保证每次只按一次。反复的开关对机器的寿命有 影响。 11.控制盒和焊接机之间是用连接线连接起来的。拆下来之后，下次使用之前， 确保所有的连接线已经复原。同时，不要让连接线当着光纤。 12.严禁无效的激光防护罩联锁开关。 13.必须安装符合欧盟安全指令的工作台才能启动本机。

激光焊接工艺详解

激光焊接工艺详解 随着科学技术的发展，近年来出现了激光焊接。那么什么是激光焊接呢？激光焊接的特点与优点又有哪些呢？ 下图是激光焊接的工作原理： 首先，什么是激光？世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达106瓦，但仍属于低能量输出. 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，假如焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd:YAG 激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，YAG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省往复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽车产业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器，又称CO2激光器，分子气体作工作介质，产生均匀为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 与其它传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远间隔焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。

基于机器人的自动激光焊接系统的开发_图文(精)

激光加I技术基于机器人的自动激光焊接系统的开发 Development of Automatic Laser Welding System Based on Robot 高能束流加工技术国防科技重点实验室白凤民巴瑞章 [摘要]激光焊接作为一种高质量、高效率的焊接方法近年来得到了广泛的应用。机器人作为自动化技术与先进制造技术的典型代表和主要技术手段,在自动化焊接中发挥着重要的作用。本文介绍了在原有设备基础上,针对原有激光焊接设备存在的参数更改困难、时序控制精度低以及浪费人力、工作效率低等问题,利用激光器与机器人现有接口,进行了系统集成的软硬件设计,从而开发出一套基于机器人的自动激光焊接系统。实践表明,该系统操作方便,极大地提高了工作效率;完全可以控制机器人与激光器联动以及焊接过程中功率的调整,为激光焊接工艺的改进提供了有利的条件。 关键词:激光焊接机器人系统集成 [ABSTRACT]Laser welding is widely used re— cently due to its high quality and high efficiency. As a typical representative and main technology,robot plays an important role in automatic welding. on the basis of former equipment,which is difficult to change pa珀me— ters and with low time.wasted and 10w efficiency opera— tion,an automatic laser welding system based on robot is developed by means of the existing interface of the laser and the robot and the design of hardware and soft— ware for system integration. The system is efficient and easy to operate.The robot and 1aser work synchronously and the power in welding can be adj usted. It is helpful for improVing welding techn0109y. Keywords:Laser welding R0bot System inte-gratiOn 机器人技术作为先进制造技术的典型代表和主要技术手段,它在提升企业技术水平、稳定产品质量、提高生产效率等方面具有重要作用。工业机器人作为现代制造业主要的自动化装备,已广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、电子信息、家电、化工等行业,主要用于完成焊接、装配、搬运、加工、喷涂等复杂作业。据统

激光焊接基本原理讲解-共14页

一、激光基本原理 1、 LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕 (ND的 YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。 YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光 (波长、频率 b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。 c 、相干性――激光的位相 (波峰和波谷很有规律,相干性好。 d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、 YAG 激光焊接

激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l 、激光焊接加工方法的特征 A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、 特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境 (可在空气中直接进行、不会像电子束那样在空气中产生 X 射线的危险。 E 、与接触焊工艺相比 . 无电极、工具等的磨损消耗。 F 、无加工噪音,对环境无污染。 G 、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。 H 、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。 I 、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。 J 、很容易搭载到自动机、机器人装置上。

激光焊接焊缝检测标准

激光焊接焊缝检测标准文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

1 目的 确立本公司激光焊接焊缝控制的标准。 2 范围 本标准适用于本公司喷嘴环激光焊接及其他需要激光焊接件的所有图纸要求符合的焊缝， 除在焊接图上有不同的焊接标准说明，其余（包括氩弧焊）均以本标准为依据执行。 3 职责 质保部负责对本标准的实施及控制。。 4标准内容 焊缝焊接要求：

4.2 4.2.1焊缝质量外观检查规定操作工100﹪目视检查，检验员进行首末检查和过程抽检，目 视怀疑尺寸超差的须送检验员进行复检确认。 4.2.2 焊缝表面缺陷检查：

4.3 4.4 4.4.1裂纹：缺陷多数存在于焊缝及焊缝热影响区域的微小裂缝。此缺陷直接影响产品 的机 械性能 4.4.2气孔：缺陷存在于焊缝内部及表面的孔洞。此缺陷影响焊接强度。

4.4.3咬边：缺陷存在于焊缝与母材的交界熔合线部位，正常焊缝该处应为圆滑过渡。 此缺 陷影响焊接强度 4.4.4凹陷：在一段成型均匀的焊缝中，有一段焊缝低于正常的焊缝高度形成的塌 陷，此缺 陷影响焊接强度，而且外表不美观。 4.4.5烧穿：在焊接部位母材熔化后，没有形成焊缝而将母材烧穿，此缺陷是一种严 重的不 合格缺陷。 4.4.6焊瘤：在一段成型均匀的焊缝中，有局部焊缝，高于正常的焊缝高度形成的突 起，此 缺陷影响外观。 4.4.7断弧：在一段成型均匀的焊缝中，有一段或一点焊缝没有或者此处焊缝细小。 此缺陷 影响机械性能。 4.4.8夹渣：缺陷存在于焊缝内部及表面，它是一种非正常熔化金属的杂物熔夹在焊 缝中。 4.4.9偏焊：焊脚两侧有一侧高度低于要求的焊脚高，此缺陷影响焊接强度和美观。 4.4.10弧坑：缺陷存在于焊缝结束收弧部分，它是由于母材熔化过多或没有足够的金 属填 充而形成的凹坑。

电池顶盖侧焊激光焊接系统方案

电池顶盖侧焊激光焊接系统方案 供应商： 签字代表： 日期： 电池顶盖侧焊激光焊接系统方案

一、客户要求 1、设备要求 要求做一条生产线，用于方形动力电池入壳后的自动传输,自动焊接封口、电池自动传输、自动绝缘电阻测试、自动气密性检测、自动打条码。焊接后产品表面要求平整、焊接牢固、无虚焊。 焊接电池如下图所示。 2、来料状态 （1）电芯入壳，保持架与盖板下端面贴紧重合； （2）盖板四周与壳体周边吻合； 3、 来料材质 AL 4、来料尺寸 二、来料要求： 1、宽度尺寸精度＜±0.1mm ； 2、厚度尺寸精度＜±0.1mm ； 3、盖子和壳体配合良好 三、技术方案 3.1、方案采用两台焊接机进行焊接，两台检测机进行检测，一条流水线进行电池的传输，流水线分为若干流道，设备总体外形图如图1所示，机器外形尺寸11000mmX2500mmX2000mm(长X 深X 高)；

图 1 设备总体外形图 3.2 、焊接方案简介 针对动力电池盒体及端盖的焊接要求，本方案由激光焊接机，电池检测机，在线打标机，自动流水线等单元构成。其功能是依次完成电池的焊接，短路测试，气密性测试，电池打标，NG 品自动剔除等相关工序。 激光焊接机由激光器，激光焊接头，XYZ 三轴数控轴，旋转夹具，二工位驱动轴,随动机构,四关节机械手上下料等各两套构成，其主要作用是：采用双工位上料方式上料，一次性完成方形电池的四面焊接。 电池检测机由短路测试组件，气密性测试组件，转盘组件，四关节机械手上下料，在线激光打标等机构组成，其主要作用是：将流水线上焊接完成后的电池夹持到转盘 自动流水线

激光焊接机

焊接机培训大纲 课程目标： 本课程帮助学员学习焊接的工艺特点，结合焊接的工艺讲解激光焊接使用的焊接参数，讲解设备结构特点。使学员能够对公司的焊机设备有一个全面的了解。 课程对象 初级合格销售工程师 课程讲师 刘勇＼何放 课程时间 ２小时 课程大纲： 第一章 焊接原理 1.1 激光器原理 1.2 激光焊接原理 1.2.1 不同材料吸收特性的比较 １.2.2 激光焊接工艺参数介绍 第二章 焊接机结构以及组成 2.1 焊接机光路结构 2.1.1 激光器光路组成 2.1.2 外光路系统组成 2.2 焊接机电源组成 2.2.1 激光电源结构以及组成 2.2.2 焊接机控制组成 第三章 技术参数 各种机型技术参数对比图 第四章 产品特点 4.1与竞争对手相比优势 4.1.1光路结构优势 4.1.2电源性能优势 4.2与竞争对手相比劣势

4.2.1 系统集成能力 第五章 目标市场及主要应用 5.1目标市场 5.1.1 使用主要行业 5.1.2 潜在行业 5.2主要应用 结合样品介绍焊接机的应用 第一章焊接原理 1.1 激光器的原理 激光器的基本结构示意图 谐振结构图

Nd3+-YAG激光器 (Nd3+- Y3Al5O12)钇铝石榴石晶体 可连续/高重频率 1.2激光焊接的原理 在我们实际生活中，各种部件是由材料组成。 不同的材料，其本身的反射激光的特性决定了激光对其起作用的大小。 反射率越高，吸收的光能越少。反之，则吸收的光能越多。 熔池的形成：金属在激光作用下表面将发生一系列的变化，在其表面被激光加热并迅速象深处传导，在激光功率密度一定的情况下表面将溶化，部分在激光功率密度高时被瞬间汽化，在工件表面形成熔池。 焊缝的形成：在焊接过程中，通过工件相对激光移动，使得熔化金属沿某一个角度加速，液体金属传热作用温度迅速降低，液体金属形成焊缝。

激光焊接知识集锦讲解

激光焊接知识集锦 目录 激光焊接基本原理 ....................................................................... - 2 - 激光焊接概述........................................................................... - 4 - 激光传感器焊接技术的介绍与发展 ......................................................... - 6 - 激光焊接技术及其在汽车制造中的应用 ..................................................... - 8 - 激光塑料焊接概述..................................................................... - 13 -

激光焊接基本原理 一、激光基本原理 1、LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation （通过诱导放出实现光能增幅）的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质，使介质内部原子的电子获得能量，受激而使电子运动轨道发生迁移，由低能态变为高能态。处于激发态的原子，受外界辐射感应，使处于激发态的原子跃迁到低能态，同时发出一束光；这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光，必须要有封闭光线的谐振腔，使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡，进而提高光强，同时提高光的方向性。含有钕（ND ）的YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种 光束在微弱的受激发情况下，也能实现连续发振。YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称，具有优异的光学特性，是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a、单色性一一激光不是已许多不同的光混一合而成的，它是最纯的单色光（波长、频率） b、方向性激光传播时基本不向外扩散。 c、相干性一一激光的位相（波峰和波谷）很有规律，相干性好。 d、高输出功率一一用透镜聚焦激光后，所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、YAG 激光焊接 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激 光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种：脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 I、激光焊接加工方法的特征 A、非接触加工，不需对工件加压和进行表面处理。 B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C、短时间焊接，既对外界无热影响，又对材料本身的热变形及热影响区小，尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境（可在空气中直接进行）、不会像电子束那样在 空气中产生X 射线的危险。 E、与接触焊工艺相比.无电极、工具等的磨损消耗。 F、无加工噪音，对环境无污染。 G、微小工件也可加工。此外，还可通过透明材料的壁进行焊接。 H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。

汽车激光焊接常见缺陷及解决方案

汽车激光焊接常见缺陷及解决方案 摘要：目前参照标准不统一，对于汽车行业自动化程度较高的加工，建立统一的工艺标准，有利于设备的推广。文章后部分析总结常出现的缺陷，并给出解决方案。? 一、国外激光焊接汽车标准? 关于大众汽车的激光焊接标准? 1、板材要求参考DIN 18800 Part7，，或DVS Code of Practice 0705，。适用碳钢板板材厚度~3.0mm，板材结构承受静载。板材包括焊缝接头类型，材料种类（参考DIN EN ISO13919-1）? 2、激光焊接焊缝按照要求进行一些强制性的检测，焊缝横截面外观尺寸参考DIN 32511进行，主要包括余高、熔深、熔宽、焊接深度、板材厚度等，参见图1。 ? 图1 激光焊接横截面尺寸 3、激光焊接要求? 参照DVS 3203 Part 3，材料分成冷轧钢板（DIN 1623 Part 1，即EN10027）、轧带钢（DIN 1624，即EN 10027），热轧带钢板（C<%，TL 1111）、冷轧窄带板（参见DIN 17100，即EN 10027），对于钢板中碳含量大于%，或锌层厚度大于，需要咨询工程师。? 4、焊缝设计? 焊缝可焊性主要考虑三个因素：设计，材料和生产。焊缝的主要设计特性包括负载特性、焊缝参数、装夹、工件的可容允度、焊后处理等，参见DIN 8528 Part 1。? 设计布局（参见DVS 3203-4）? 主要考虑接头类型（对接、角接、搭接、叠焊、卷边等）、焊缝类型（包括位置等信息）如果是镀锌板，平板对接间隙控制在~0.1mm，角焊缝单边角度大于10°。? 工艺和质量保证?

焊缝质量参见EN 729 Part 1 ，全面的质量要求参见EN 729 Part 2。? 当没有明确说明时，可参见通用标准EN 25817 和En ISO 13919-1，一般情况下满足B级要求。? 评价标准：外部缺陷或成型标准参见EN 970，用五倍放大镜观察焊缝成型即可。? 破坏性试验：如图所示未熔合是焊接缺陷中的一种。? a 激光焊接缺陷 b 叠焊横截面尺寸? c 搭接横截面尺寸 ? 图2 激光焊接横截面尺寸 焊缝图纸参见En 22553执行，其标注，焊接方法对应代码等要一一对应。? 二、激光焊缝缺陷及原因对策：? 1、焊接飞溅：激光焊接完成后，材料或工件表面出现多的金属颗粒，附着于材料或工件表面。? 原因：材料或工件表面未清洗，存在油渍或污染物，也可能是镀锌层的挥发所致。?

光器件激光焊接基础资料

激光焊接技术简介 2017-8-1 激光—全称为受激辐射光放大，它是一种新光源，其所具有的相干性、单色性、方向性与高输出功率等特点，是其它光源所无法比拟的。激光焊接是通过光学系统将激光光束聚集在很小的区域，焦平面上的功率密度可达到10×10w/cm2，在极短的时间内，使被焊处形成一个能量高度集中的局部热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点或焊缝。 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/ cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/ cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接原理：一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达25000C左右，热量从这个高

温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材料、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。近年来，几乎所有的电子产品，如电脑、电视机、手机、数码相机以及许多电子元器件等，在生产制造中都不同程度地应用了激光焊接技术。 激光焊接设备 用于光器件封装的激光焊接设备主要有单光束焊接、三光束焊接和四光束焊接三种焊接设备，也有个别公司有用到双光束焊接设备，下面就谈谈这四种焊接的设备。 单光束激光焊机：顾名思义，单光束焊机每次焊接只有一束激光，在没有焊接时激光焊机会有一束红色的指示光束，此指示光束就是焊接时激光的前进路线。基本每台单光束焊机都配有一个显微镜，通过显微镜，可以清晰地观察到红色指示光束光斑聚焦在需要焊接的点上，